塔里木河流域环境演变及其对策.doc

塔里木河流域演变环境演变及其对策 随着人类活动强度的不断增加和广度的不断扩展，其对地球系统所施加的影响已经打破了地 球系统自身的动态平衡，并成为导致地球环境变化的主要驱动因子之一TPCC第4次评估报 告指出，人类活动是近150年以來大气温室气体浓度升高和气候变化的主要原在这种背景 下，要科学地应对气候变化带来的挑战、减缓人类活动引起的气候变化制定切实可行的科学 及政治决策，就必须更加深入理解地球各圈层之间的和互作用，定量分析不同时空尺度下生 态系统碳、氮，和水循环的耦合机理，明晰气候系统、生态系统人类社会经济系统之间的相 互作用和反馈机制生态系统过程机理模型为认识和回答这科学问题提供了一个有力的研究 工具和手段［3］自第一个陆地生物圈模型开始［4］,生态模型已经从较为简单的、静态的经 验统计模型展到今天基于生态系统基本原理进行时空外推、能够动态耦合多个系统、多个影 响因子生态机制的过程机理模型然而，从已有的生态系统模型看，仍存在很多问题和不确 定一、植被1.研究区植被概况:研究区位于塔里木河下游塔克拉玛干沙漠和库鲁塔格沙漠之间，属暖 温带大陆荒漠气候，气候极端干旱，年降水17.4〜42. Omm,蒸发量2965mm。

地表水主要来自 塔里木河丄游年平均温度高于10C,最低气温一 20C,最高气温39C,无霜期平均184d, 最长达212do光照资源丰富，年日照吋数3000ho自然灾害较多，有风沙、干旱、干热风、 霜冻、低温、冰笼等，风沙危害是本地区主要的自然灾害该区土壤有盐化草甸土、胡杨林 土、盐土、风沙土和沼泽土等类型植物区系包括亚洲中部成分、中亚成分、古地中海成分 和少量泛热带成分，组成了灌丛、草甸、荒漠、灌草丛、隐域性森林等植被类型，地带性植 被类型为荒漠植被主要有胡杨、桂柳(包括刚毛桂柳、多枝桂柳等种类)黑果枸杞、疏叶骆 驼刺、大叶白麻、胀果甘草等，并沿河岸呈紧缩型分布群落垂直结构最多为乔、灌、草三 层，群落结构简单刚毛桂柳、黑果枸杞、多枝桂柳、胡杨是下游地区最主要的种群；花花 柴、胀果甘草和骆驼刺组成多年生草本层的优势种群在部分地域存在较为完整的乔、灌、 草三层结构，在水分条件较好的地方，有成片的胡杨分布，同时軽柳、黑果枸杞等在林间集 结成丛，一些耐盐碱的1年生植物散布其问，且在局部地段常会形成群聚在塔里木河下游 地区，植物群落都由抗旱性、抗盐性较强的物种组成，其结构表现为单一化，半水分胁迫加 重时，其群落结构由乔、灌、草群落最终演替成乔木群落或者灌木群落，常常形成寡种群落 或单优群落。

植物之间的依存程度逐渐降低，其分布呈均匀化，这可以从物种均匀度的变化 反映出来，其均匀度指数为1.0524〜1.2002,变化幅度较小通过物种丰富度指数可以看出, 植物群落类型在发生着变化，这主要是随着土壤含水量下降，盐碱度增加，地下水位下降， 群落的丰富度也随之减小这些群落较高的种丰富度和多样性说明了乔木中胡杨林占优势， 但胡杨林多为疏林，郁闭度较低，而沙枣貝是零星出现，并不能形成群落灌木层则是桂柳 占绝对优势，尤其在河漫滩地段，在桂柳灌从中间或局部地域分布着盖度很人的盐穗木，但 盐穗木的分布而积远不及軽柳草本层主要是由骆驼刺属、芦苇属、甘草属、罗布麻属等荒 漠化草甸或盐渍化草甸的多年生植物种类所组成距河较近的胡杨群落形成了乔、灌、草三 层结构，由于河岸边水分条件好，群落的种类较多，复杂程度较高灌木层作为荒漠植被主 要层次，对整个植物群落多样性特征起着至关重要的作用，既可以单独组成群落，也可以与 乔、草本植物优化配置组成较为稳定的群落2•植被覆被变化(1) 1999—2002年，劣、低盖度植被覆盖的而积分别减少458. 83和 906. 19hm,而中、高盖度植被覆盖面积呈逐年增长趋势,分别增加1184. 54和180. 49h m； (2)2002〜2004年，劣盖度、低盖度植被覆盖面积持续减少，分别减少323. 88和9082.91hni, 中、高盖度植被面积继续呈增长态势,分别增加497. 46和8909. 32 hm; (3) 1999-2004年间, 劣盖度、低盖度植被覆盖面积逐年减少，中盖度、高盖度植被覆盖面积呈持续增加趋势；劣、 低、中高盖度的年变化率分别为一 0.96, - 1.46, 4.52, 10. 60,研究区的生态环境逐步趋于好转•植被覆盖度时空变化实质丄是不同植被覆盖等级之问复杂的和互转化过程，是自然因 素和人类活动双重作用的结果。

通过Arc GIS平台对植被覆盖度专题图进行分析 1999-2002,2002-2004年的植被覆盖度动态变化图可以看出：(1)1999—2002年，植被覆盖 度变化主要集中在大西海子水库、34团、35团、英苏及喀尔达依等水域附近，其小大西海子 水库附近植被盖度变化最大，34团、35团次Z,英苏及喀尔达依较小；其根源在于应急输水 工程实施后，来水量仅满足了研究区河流、湖白等水系的部分需要，以河道为轴的条带地下 水位逐渐丄升，满足了靠近河岸的草木、乔、灌木等植被的基木生存条件，使得有水河道两 侧较犬范围内的植被长势逐渐好转，植被覆盖度面积壇加，生态环境状况逐步趋于好转； (2)2002-2004年，下游地区的來水量持续增加，使得植被覆盖度变化区域沿河道逐步向下延 仲，部分地区出现了较为明显的逆转，如在喀尔达依东侧地区出水口附近形成了一个较大而 积的植被群落，与输水前形成明显对比由此说明，应急输水工程的实施，对下游地区生态 环境的改变起到了决定性的作用二、沙漠化研究区沙漠化概况 塔里木河下游地区位于卡拉至台特玛湖之间，全长428kmo研究区内 干燥多风，H温差较大，降水稀少，蒸发强烈，年均降水量在50ml以下，而蒸发量却高达 2500-3000 mmo近50 8来，伴随塔河上中游地区大规模的水土开发及水资源的无序利用活动, 下游来水量日趋减少，最终导致大西海子水库以下360km的河道断流、天然植被衰败，沙漠 化土地面积百份比由20世纪50年代的63. 52%、80年代的85. 57%上升到2000年的90%左 右，大片耕地被迫弃耕，塔河下游成为西部干旱区水资源利用与生态环境问题最为突出 的地区Z—，直接影响到西部大开发战略的实施。

为恢复和重建塔里木河下游地区严重 受损的生态环境，拯救下游“绿色走廊”，国家多次组队对塔河流域进行综合考察，并于2000 年5刀实施了大西海子水库、博斯腾湖水向下游输送生态用水的应急方案，截至2006年11 月，间歇性向下游输水8次，累计下泻水量2.42X10 m,输水流程达2268km,使干涸近30s 的台特玛湖重新得到水的滋润，整个下游地区的生态环境发生了较人变化2000-2004年间, 研究区各沙漠化土地类型及而积发了很大变化:1) 1999-2002年，研究区沙漠化总而积 506257. 16hm2减少至503420. 95hm2,减少率为56%,年均减少率为0. 19%,其中非、轻沙漠 化土地类增长较快，分别增加1263. 57hm2 . 2646. 02hm2,年增长分别为2.85%、0.58%；中 度沙漠化土地由1999年的3995. 07血?减少至2002年的168512. 08hm2,年减少为1. 05%；危 害程度较大的强度沙漠化土地面积基本保稳定，38间仅增加76hm\在此期间，稳定型沙漠 土地而积为477552. 68hm2,占原有沙漠化土地总而积94. 33%；扩展型沙漠化土地而积为 21208. 67hm2,占有沙漠化土地总面积的4. 19%,其中5409. 76 hm的区域是由水域转入而来, 其余面积均为1999-2002年间各沙漠化土地类型不同程度加重所致；逆转型沙漠化土地面积 为16976. 85hm2,占原有沙漠化土地总面积的3.35%。

治理措施，应急输水工程实施3s后， 研究区沙漠化土地总面积逐步减小，沙漠化程度也趋于减弱，部分地区还出现了较为明显的 逆转，沙漠化土地持续恶化局面有所遏制，生态环境趋于好转2002-2004年，研究区沙漠 化土地总而积仍呈缩小趋势，非、轻及强度沙漠化土地而积持续增加，其中非、轻沙漠化土 地面积增长幅度较大，分别增加3962. 33hm\ 4046. 7lhm2,其动态度也分别由原来的2.85、 0.58增加至12.36、1.30；强度沙漠化土地次之,仅增加0. 31血；中度沙漠化土地面积减少 9424. 03 h m,动态度由原來的一 1.05减少至一 2. 80在此期间，稳定型、扩展型、逆转型 沙漠化土地而积分别为472885.42、6861.94、23684. 83hm2,分别占原有沙漠化土地总面积的 93. 93%. 1.36%和4.70%,与1999—2002年相比,稳定型沙漠化土地面积变化不大,沙漠 化土地扩展速度也有所降低，而逆转型沙漠化土地面积2. 3沙漠化土地吋空变化GI S技术的 发展为科学分析沙漠化土地的吋空演化趋势提供了先进的技术手段，它不仅可以准确获取某 一时期内沙漠化土地类型的面积数据，而且还可以通过不同时期沙漠化专题图的叠加分析获 取该时期内沙漠化土地类型、而积的变化趋势。

通过Arc GIS平台对数据进行叠加分析，得到研究区1999—2002年，变化区域主要集中在32、33、34、35团及喀尔达依地区,且主要 分布在河道两侧500 m区域内，其中3 4团变化区域最多，32、33团及喀尔达依地区次之， 35团和阿拉干地区最少，仅有零散的小块区域发生变化，而依干不及麻及以下区域未发生任 何变化主要原因归结为当时采取的是线性输水模式及有限的來水量，其仅满足了部分河流、 水库等水系周围一定范围内植被的基本生存条件，使有水河道两侧区域的植被长势好转，植 被盖度增加，距水源较近区域的生态环境状况有所恢复和好转，有效减缓了土地沙漠化的扩 展速度；2） 2002-2004年，随着下游来水量的持续增加，从实现逆转的沙漠化土地的空间分 布看，沿河道纵横两个方向上表现出明显的变化规律，其中纵向上表现为上游沙漠化土地的 逆转强度和范围较下游大，横向上表现为随输水河道距离的增大而逐步降低除32、33、34 团外，35团和应苏、喀尔达依、阿拉干地区的变化区域明显增多，干枯河道也开始岀现少量 积水，部分区域还出现了小的分流支道和出水口，如喀尔达依东侧地区出水口附近形成了一 个较大面积的植被群落。

2.结论与讨论1）通过沙漠化土地分类体系划分、沙漠化土地信息提取模型及动态度变化类型建立等方法， 对应急输水前后夏季多源多时相遥感影像数据进行了信息提取及定性定量分析，揭示了塔河 下游地区1999-2004年沙漠化土地的面积变化及时空变化态势，即研究区沙漠化土地总面积 呈逐年缩小趋势，土地持续恶化局面有所遏制和缓解沿河道500 m范围内、湖泊周边及地 势较低处等局部区域发生较为明显的逆转，但由于应急输水工程采用线性输水模式，无法使 植被依托洪水过程发生落种更新现象，因此影响范围有限，远离河道和依干不及麻以下区域 的生态环境依然恶劣，流域整体生态环境仍不容乐观2） “整休发展、局部逆转，恶化与逆转并存”是塔河下游地区沙漠化土地的基本特征 应急输水仅使距水源较近区域的牛态环境发牛变化，要使应急输水的瞬时生态效应持续下去, 生态坏境长期、持续向良性方向发展，必须建立诸如控制土地大规模开发、壇加上中游來水 量、治理疏通小游河道、采取线性和面状相结合的生态输水模式以及实施“汽化南疆”能源 调整等一体化的宏观战略，并采取相关法律、法规及行政措施赋予保障3）研究采用中等分辨率与高分辨率卫星影像相结合的技术手段建立的沙漠化土地信息 提取模型方法，有简单、实用、精度高等优势，不仅适用于土地沙漠化时空变化监在对利用 中等分辨率卫星图像进行区域宏观监测、生态评价及科学决策等方面同样具有很好的应用前 景。

三、区域径流1塔里木河概况塔里木河流域由环绕塔里木盆地的9大水系组成，。